[01162981]扇贝分子育种技术体系的建立及应用

为解决扇贝养殖缺乏良种,发展水产种业,项目组发明了高通量、低成本全基因组标记分型技术,开发了贝类分子育种技术体系和遗传评估系统,培育出高产抗逆扇贝新品种,并产业化推广。主要研发内容： 1、新型高效全基因组标记筛查分型技术体系 1)建立了等长标签的简化基因组分型技术2b-RAD,解决国际上同类技术的流程复杂、成本高、灵活性差等问题;创新性提出基于混合泊松分布模型的SNP分型算法iML,解决重复序列干扰的难题,准确率较国际算法提高20%以上;发明了显性标记分型算法Domcalling,解决RAD类技术无法利用显性标记的问题,提高分型效率40%以上;研发了首个可同时分析共显性和显性标记的多功能软件包RADtyping。 2)发明了高通量液相杂交分型技术MultiSNP和HD-Marker,可高效检测SNP、Indel等,而且突破SSR标记不能高通量分析的局限,实现多种标记同步高通量分型,费用较商业芯片节省90%。 3)开发了高效低成本全基因组DNA甲基化检测新技术MethylRAD,为国际首个实现全基因组甲基化精确定量的RAD类技术。 上述发明,突破了水产生物应用高通量标记的技术瓶颈,及费用过高的限制,除扇贝育种外,还广泛应用于鱼、虾、藻、参、水稻、小麦、牛、线虫、小鼠等20多种经济和模式生物。论文发表在国际方法学顶级刊物Nature Methods等高水平杂志,推动我国水产分子育种技术研发跃居国际前沿。 2、贝类分子育种技术与遗传评估系统 1)建立了贝类分子标记辅助育种技术。构建国际首张精度突破0.5cM的水产生物遗传图谱,定位重要经济性状QTL 55个,鉴定到扇贝生长主效基因Prop1、类胡萝卜素积累关键基因BCO like1等性状基因32个;解析了基因变异与表达调控、性状间的关系;揭示扇贝应对高温的级联网络调控机制。形成集图谱构建、QTL精细定位、性状遗传解析及关联标记应用的贝类分子标记辅助育种技术体系。 2)建立了多种全基因组选择育种新算法和模型,实现GWAS与GS模型的有机融合,解决了SNP数据降维和精准度冲突的国际性难题,兼顾精度和计算速度的平衡。开发了第一个贝类全基因组选择育种评估系统,形成全套拥有自主知识产权的全基因组选择技术,引领水产育种技术的发展。 3、扇贝高产抗逆新品种培育技术体系 1)开发了贝类性状自动测量记录系统;建立基于心跳频率的扇贝耐温性状精确测定技术;研发了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱的贝壳组分快速分析技术。实现对扇贝性状与环境要素的高通量快速测定。 2)构建了扇贝种质库、分子育种信息库、标签库和探针库,开发了具海量信息的基因型-表型育种数据库。集多种育种技术,搭建了扇贝育种网络平台。 3)育成系列扇贝新品种。富含类胡萝卜素 “海大金贝”开创海水动物品质改良的先例;高产、抗逆 “蓬莱红2号”为国际首个全基因组选育的水产良种;高产品种 “獐子红”,经济效益显著。推动了我国水产种业的跨越发展。 项目近三年累计直接产值30.54亿元、利润9.94亿元、利税69.15万元。2008至2015年,推广扇贝良种476.93 万余亩,产量148.29万吨,创产值133.17亿元。 本发明属水产学基础学科;获发明专利20项,软件著作权8项,新品种3个,发表论文25篇。